专利名称：单级喷嘴挡板转矩马达和包括柔性气密封件的电动液压阀的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及ー种单级电动液压阀和在其中使用的转矩电动机(马达)，并且更特别地涉及ー种包括柔性气密封件的转矩电动机。
背景技术：
单级电动液压阀(EHVs)可以在不计其数的系统和环境中使用。ー种典型的系统和环境是机载在喷气飞机上的燃油控制系统。与具体的終端使用系统和环境无关，单级EHVs典型地包括连接在加压液压流体源与液压控制的负载之间的ー对喷嘴。加压液压流体流过每个喷嘴，并且因此流至液压控制的负载可以经由转矩电动机进行控制。结合单级EHV使用的典型的转矩电动机包括多个线圏，电枢，和挡板。线圈可控制地通电以控制电枢的旋转位置。挡板连接到电枢并且在EHV中每个喷嘴的出ロ之间延伸。通过控制电枢的旋转位置，控制了挡板相对于每个喷嘴出口的位置，并且因此控制了流体压カ和/或流向液压控制的装置的流动。在上述转矩电动机中的挡板延伸进入液压流体流中。因此，为了保护多个转矩电动机的电カ通电部分不受液压流体的影响，采用适当的液体-空气密封件。这样的密封件典型地是弹性组件，例如0形圏。尽管这些密封件通常是安全，可靠并且坚固耐用的，但这些密封件可能有某些缺点。例如，目前公知的密封件和转矩电动机的结构可能导致在生产制造期间产生显著的设定时间。此外，当前公知的密封件可能易于产生校准变化并且随着使用产生泄漏。因此，需要结合单级EHV使用用于转矩电动机的改进的密封件。尤其是，需要ー种密封件，与当前公知的密封件相比，其相对较少容易校准改变并且在使用期限上展现出相对较少的泄漏。本发明至少解决了该需求。
发明内容
在一个实施例中，转矩电动机包括电枢支承件，挡板，以及柔性金属密封件。电枢支承件包括基座，电枢-挡板支承件，以及多个弹簧。基座具有第一挡板开ロ，并且电枢-挡板支承件具有第二挡板开ロ。基座和电枢-挡板支承件彼此间隔开，并且弹簧连接在基座与电枢-挡板支承件之间。电枢连接到电枢-挡板支承件上并且具有第三开ロ。挡板连接到挡板支承件以及电枢上，并且延伸通过第一和第三挡板开ロ，并且至少部分地延伸进入第二挡板开ロ。柔性金属密封件围绕挡板的一部分，并且具有第一端部，第二端部，以及在第一端部与第二端部之间的多个盘旋结构。第一端部布置在挡板与电枢之间并且密封封闭地连接到挡板与电枢上，并且第二端部布置在第一开口内并且密封封闭地连接到基座上。在另ー实施例中，转矩电动机包括电枢支承件，电枢，以及柔性镍钴合金密封件。电枢支承件包括基座，电枢-挡板支承件，以及多个弹簧。基座具有第一挡板开ロ，并且电枢-挡板支承件具有第二挡板开ロ。基座和电枢-挡板支承件彼此间隔开，并且弹簧连接在基座与电枢-挡板支承件之间。电枢连接到电枢-挡板支承件上并且具有第三开ロ。挡板连接到挡板支承件以及电枢上，并且延伸通过第一和第三挡板开ロ，并且至少部分地延伸进入第二挡板开ロ。柔性镍钴合金密封件围绕挡板的一部分。柔性镍钴合金密封件具有第一端部，第二端部，以及在第一端部与第二端部之间的多个盘旋结构。第一端部布置在挡板与电枢之间并且密封封闭地银钎焊到挡板与电枢上，并且第二端部布置在第一开口内井且密封封闭地银钎焊到到基座上。在又一个实施例中，电动液压阀包括喷嘴壳体，第一喷嘴，第二喷嘴，以及转矩电动机。喷嘴壳体包括第一壳体入口，第二壳体入口，以及壳体出口。第一喷嘴安装在喷嘴壳体内，并且具有第一喷嘴进口和第一喷嘴出ロ。第一喷嘴进ロ与第一壳体入口流体连通。第ニ喷嘴安装在喷嘴壳体内，并且具有第二喷嘴进ロ和第二喷嘴出ロ。第二喷嘴进ロ与第二壳体入口流体连通。转矩电动机连接到喷嘴壳体上，并且适于被选择性地通电并且在被选择性地通电时构成为选择性地将壳体出ロ布置为与第一喷嘴出口和第二喷嘴出口中的一 个或多个流体连通。转矩电动机包括电枢支承件，电枢，挡板，以及柔性金属密封件。电枢支承件包括基座，电枢-挡板支承件，以及多个弹簧。基座连接到喷嘴壳体上并且具有第一挡板开ロ。电枢-挡板支承件具有第二挡板开ロ。基座和电枢-挡板支承件彼此间隔开，并且弹簧连接在基座与电枢-挡板支承件之间。电枢连接到电枢-挡板支承件上并且具有第三开ロ。挡板连接到挡板支承件以及电枢上，并且延伸通过第一和第三挡板开ロ，并且至少部分地延伸进入第二挡板开ロ。柔性金属密封件围绕挡板的一部分，并且具有第一端部，第二端部，以及在第一端部与第二端部之间的多个盘旋结构。第一端部布置在挡板与电枢之间并且密封封闭地连接到挡板与电枢上，并且第二端部布置在第一开口内并且密封封闭地连接到到基座上。此外，结合附图以及上述背景技术，从以下的具体实施方式
和所附的权利要求书中，转矩电动机和EHV的其它所需的特征和和特性将变得显而易见。
在下文中将结合附图对本发明进行描述，在附图中使用相同的附图标记表示相同的元件，其中图I是沿图2的线1-1的单级电动液压阀的ー个示例性实施例的横截面视图；图2是沿图I的线2-2的单级电动液压阀的横截面视图；图3和4是图I和2所不的单级电动液压阀的多个部分的特写横截面俯视图，图中更详细地示出了转矩电动机的多个部分；图5和6分别是图3和4中所不的转矩电动机组件的多个部分的俯视图和横截面视图；图I是可以用来实施图I和2中所示的单级电动液压阀的柔性金属密封件的俯视图；图8是图I中所示的柔性金属密封件的局部截面视图；以及图9是转矩电动机组件的一部分的特写横截面俯视图，图中示出了用于连接图7和8的柔性金属密封件的エ艺。
具体实施方式
下列详细说明实质上仅仅是示例性的，并且并不g在限制本发明或本发明的应用和使用。如在此使用的，文字“示例性”意思是“作为例子，举例，或示例”。因此，在此描述的“示例性”的任何实施例并不需要被认为是比其它实施例更优选或更有利的。在此描述的所有实施例是提供以使得本领域技术人员能够做出或使用请求保护的本发明并且不是限制由权利要求书限定的本发明的保护范围的示例性实施例。此外，并不g在通过在之前的技术领域，背景技术，发明内容，或以下的具体实施方式
中存在的明示或暗示的理论进行限定。在本申请中，相关的术语，例如第一和第二等可以单独地使用以在没有必要需要或暗示任何实际的这样的关系或在这样的实体或动作之间排序的情况下将ー个实体或动作与另ー实体或动作区分开。数字顺序，例如"第一"，"第二"，"第三"等简单地表示多个中的不同的单个并且除非由权利要求语言具体限定，其并不暗示任何次序和顺序。此夕卜，根据上下文，在描述不同元件之间的关系中所使用的诸如"连接"或" 相连"的文字并不暗示在这些元件之间必须作出直接物理连接。例如，两个元件可以通过ー个或多个附加元件物理地，电子地，逻辑上，或以任何其它的方式彼此连接。现在參照图I和2，图中示出了单级电动液压阀(EHV) 100的一个实施例的不同横截面视图。图中示出的EHV包括壳体102和转矩电动机104。壳体102包括第一壳体入口106，第二壳体入口 108，以及壳体出口 112。第一壳体入口 106和第二壳体入口 108每个都适于与加压流体源(未示出)以流体连通的方式连接。可以意识到的是，加压流体介质可以变化，并且可以是多种气态或液体介质中的任ー种。壳体出口 112适于流体连通地与加压流体负载例如，气动或液压阀，连接。 壳体102附加地包括两个喷嘴腔-第一喷嘴腔114-1和第二喷嘴腔114-2以及挡板增压室116。第一喷嘴腔114-1与第一壳体入口 106和挡板增压室116流体连通，以及第ニ喷嘴腔114-2与第二壳体入口 108和挡板增压室116流体连通。垂直于第一和第二喷嘴腔114-1，114-2布置的挡板增压室116与壳体出ロ 112流体连通。在本申请中被叫作第一喷嘴118-1和第二喷嘴118-2的两个喷嘴118安装在壳体106内。更具体地，第一喷嘴118-1安装在第一喷嘴腔114-1内，并且第二喷嘴118-2安装在第二喷嘴腔114-2内。第一喷嘴118-1包括第一喷嘴进ロ 122和第一喷嘴出口 124，且第ニ喷嘴118-2包括第二喷嘴进ロ 126和第二喷嘴出口 128。第一喷嘴118-1构成为以致第一喷嘴进ロ 122与第一壳体入口 106流体连通，并且第一喷嘴出口 124布置在挡板增压室116内。第二喷嘴118-2构成为以致第二喷嘴进ロ 126与第二壳体入口 108流体连通，并且第二喷嘴出口 128布置在挡板增压室116内。如不停地描述的，流体流动通过第一和第二喷嘴118-1，118-2流入挡板增压室116，以及流出壳体出ロ 112经由转矩电动机104控制，下面将描述其实施例。转矩电动机104与壳体102相连并且适于选择性地通电。转矩电动机104构成为，在被选择性地通电时，有选择地将壳体出口 112布置为与第一喷嘴出口 124和第二喷嘴出ロ 128中的ー个或两个流体连通。在图示实施例中，并且如在图3和4中更清楚地示出，转矩电动机104包括电枢支承件302，电枢304，以及挡板306。在图5和6中的EHV 100中未示出的电枢支承件302包括基座308，电枢-挡板支承件312，和多个弹簧314。基座308具有形成在其中的第一挡板开ロ 316，以及与基座308间隔开的电枢-挡板支承件312，其具有在其中形成的第二挡板开ロ 318。在图示的实施例中包括第一弹簧314-1和第二弹簧314-2的弹簧314连接在基座308与电枢-挡板支承件312之间。尽管弹簧314可以不同地实施，在图示的实施例中弹簧314实施为使用梁弹簧。电枢304连接到电枢-挡板支承件314上并且具有在其中形成的第三挡板开ロ322。尽管电枢304可以不同地构成，但是在图示的实施例中，并且在图6中最清楚地示出，电枢304包括中心部602，第一臂604-1，以及第ニ臂604-2。中心部602具有在其中形成的第三挡板开ロ 322，并且第一臂和第二臂604-1,604-2在相反方向从中心部602延伸出，并且垂直于挡板306布置。电枢304优选地由多种可透磁材料中的任一种形成。现在返回到图3和4，挡板306连接到电枢-挡板支承件312以及电枢304上。挡板306至少部分地延伸进入到第二挡板开ロ 318中。挡板306还延伸通过第一与第三挡板开ロ 316，322，并且进入在第一和第二喷嘴出口 124，128之间的挡板增压室116(见图I)。为了防止EHV壳体102内的流体泄漏通过挡板306并且进入转矩电动机104的其它部分，转矩电动机104还包括密封件324，其实施例将在下文中描述。然而，在这样做之前，将要描 述转矩电动机104的各种其它部件。所描述的转矩电动机104附加地包括多个线圈326，多个极片328，以及多个磁体332 (见图4)。线圈326 (例如，第一线圈326-1以及第ニ线圈326-2)，极片328 (例如，第ー极片328-1以及第ニ极片328-2)，以及磁体332 (例如，第一磁体332-1以及第ニ磁体332-2)全部都以公知的方式安装在电枢支承件302上。当安装时，第一线圈326-1围绕电枢第一臂604-1的一部分，且第二线圈326-2围绕电枢第二臂604-2的一部分。第一极片328-1布置为邻近第一线圈326-1，以及第ニ极片328-2布置为邻近第二线圈326-2。可以理解的是，像电枢304 —祥，极片328优选地由多种透磁材料中的任ー种形成。第一磁体332-1连接在第一极片328-1与第二极片328_2之间，以及第ニ磁体332-2与第一磁体332-1间隔开，并且还连接在第一极片328-1与第二极片328-2之间。线圈326附加地构成为连接到未示出的电流源上。如通常公知的，电枢304的旋转位置可以通过可控制地对线圈326通电而控制。现在參见图7和8，图中示出密封件324的一个实施例并且下面将对此进行描述。密封件324是柔性金属密封件并且包括第一端部702，第二端部704，布置在第一端部702和第二端部704之间的中心部706，以及限定第一端部702和第二端部704之间并且通过中心部706的腔712的内表面708。第一端部702具有在其中形成的第四挡板开ロ 714，并且第二端部704具有在其中形成的第五个挡板开ロ 716。多个盘旋结构718形成在第一端部702和第二端部704之间的中心部706上。如图5和6所示，挡板306延伸通过第四并且第五挡板开ロ 714，716，从而密封件324围绕挡板306的一部分。盘旋结构718是圆形的，具有切成圆角的圈匝722，并且如在图8中最清楚地示出的，当在垂直截面上看时具有正弦波形状。尽管盘旋结构的数目718可以变化，但是在图示实施例中密封件324包括五个盘旋结构。返回到图6，可以看到密封件324的第一端部702布置在电枢304与挡板306之间并且连接到电枢304与挡板306两者上。密封件324的第二端部704布置在第一挡板开ロ 316内并且连接到基座308上。更优选地，密封件324的第一端部702是银钎焊至电枢304和挡板306上，并且密封件324的第二端部704是银钎焊至基座308上。在图示实施例中，如图9中最清楚地示出，通过将以垫圈形式存在的第一银钎焊预成型件902-1，例如布置在密封件324的第一端部702与电枢304之间，并且将实质上相同的第二银钎焊预成型件902-2布置在(腔712内的)密封件324的第一端部702与挡板306之间而进行实施。图9还示出了，实质上与第一和第二预成型件相同的第三银钎焊预成型件902-3，可以布置在电枢-挡板支承件314与电枢304之间，以及呈线材形式的第四与第五个银钎焊预成型件902-4,902-5可以布置在第二挡板开ロ 318内并且围绕延伸进入第二挡板开ロ 318的挡板306的一部分。迅速返回參考图6，可以看到，实质上与第五银钎焊预成型件902-5形式相同的第六银钎焊预成型件902-6布置在第一挡板开ロ 316内以接触密封件324的第ニ端部704的一部分和基座308。在预成型件902被正确地布置后，预先执行钎焊处理，例如感应加热钎焊处理，以熔化银钎焊预成型件902并且提供密封连接。在钎焊处理期间，挡板306优选地向电枢-挡板支承件314弹簧加载，如使用图9中的箭头所示出的。密封件324可以包括多种适当的金属材料的任ー种。然而，在特定的实施例中，
密封件324由高強度镍钴合金形成。ー种目前优选的镍钴合金可以从N. Y.，Rochester的
Inc.的Nicoform中获得，商品名为NiColoy 括约96%的镍和4%的钴。密封件324还可
以使用包括但不限于冲压或加氢重整的多种公知的处理工艺而形成。然而，在特定的实施例中，密封件324使用电铸处理形成。通过使用该处理工艺，诸如刚刚提到的镍钴合金的金属合金以各种厚度电镀到具有以密封件324形式的外表面轮廓的铝心轴上。当获得所需的电镀厚度时，心轴通过将其溶解在化学溶液中而被除去，仅留下密封件324。如果需要或要求，电铸处理可以跟随应力消除热处理工艺以提供均质，相对无应力的密封件。当以这种方式成形时，密封件324有利地具有高強度，良好的柔性，以及对高循环疲劳的耐受性。在此描述的柔性金属密封件324在多个包含流体的部分与EHV 100的电カ部分之间提供无泄漏的屏障。柔性金属密封件324使用在冶金学上与外围结构匹配的材料进行实施，并且减小由于压力，温度，以及过度振动载荷的变化产生而产生的性能改变。尽管在运动方向上維持了顺应性，但是柔性金属密封件324的材料与盘旋形状提供了相对高的对内部压カ的耐受力。尽管上述对本发明的详细说明中已经出现了至少ー种示例性实施例，但应当意识至IJ，还存在许许多多的变型。还应当意识到，本文描述的这个示例性实施例或这些示例性实施例都只是例子，而不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或布置。相反地，上述详细说明为本领域技术人员提供了用于实施本发明的示例性实施例的的便利的路线图。应当理解，在不背离所附的本发明的范围的情况下，在示例性实施例中描述的功能和元件的布置中可以作出各种变化。
权利要求
1.ー种转矩电动机，包括 包括基座，电枢-挡板支承件，以及多个弹簧的电枢支承件，所述基座具有第一挡板开ロ，所述电枢-挡板支承件具有第二挡板开ロ，所述基座与电枢-挡板支承件彼此间隔开，并且所述弹簧连接在所述基座与所述电枢-挡板支承件之间； 连接到所述电枢-挡板支承件上并且具有第三开ロ的电枢； 连接到所述挡板支承件以及所述电枢上的挡板，所述挡板延伸通过第一和第三挡板开ロ，并且至少部分地延伸进入第二挡板开ロ ；以及 围绕所述挡板的一部分的柔性金属密封件，所述柔性金属密封件具有第一端部，第二端部，以及在第一端部与第二端部之间的多个盘旋结构，所述第一端部布置在所述挡板与所述电枢之间并且密封封闭地连接到所述挡板与所述电枢上，所述第二端部布置在所述第ー开口内并且密封封闭地连接到所述基座上。
2.如权利要求I所述的转矩电动机，其中 柔性金属密封件的第一端部银钎焊到所述挡板与所述电枢上；以及 柔性金属密封件的第二端部银钎焊到所述基座上。
3.如权利要求I所述的转矩电动机，其中所述电枢包括中心部，第一臂，以及第二臂，所述中心部具有在其中形成的第三挡板开ロ，第一臂与第二臂以相反的方向从中心部延伸并且垂直于挡板布置。
4.如权利要求3所述的转矩电动机，还包括 围绕所述第一臂的一部分的第一线圈；以及 围绕所述第二臂的一部分的第二线圈。
5.如权利要求4所述的转矩电动机，还包括 布置为邻近所述第一线圈的第一极片；以及 布置为邻近所述第ニ线圈的第二极片。
6.如权利要求5所述的转矩电动机，还包括 连接在第一极片与第二极片之间的第一磁体；以及 与第一磁体间隔开并且连接在第一极片与第二极片之间的的第二磁体。
7.如权利要求I所述的转矩电动机，其中所述柔性金属密封件包括镍钻合金。
8.如权利要求I所述的转矩电动机，其中所述多个盘旋结构为五个盘旋结构。
9.如权利要求I所述的转矩电动机，其中所述多个弹簧中的每个包括梁弹簧。
全文摘要
本发明涉及单级喷嘴挡板转矩马达和包括柔性气密封件的电动液压阀。转矩电动机包括电枢支承件，挡板，以及柔性金属密封件。电枢支承件包括基座，电枢-挡板支承件，以及多个弹簧。电枢连接到电枢-挡板支承件上。挡板连接到挡板支承件以及电枢上，并且延伸通过第一和第三挡板开口，并且至少部分地延伸进入第二挡板开口。柔性金属密封件围绕挡板的一部分，并且具有第一端部，第二端部，以及在第一端部与第二端部之间的多个盘旋结构。第一端部布置在挡板与电枢之间并且封闭地连接到挡板与电枢上，并且第二端部布置在第一开口内并且封闭地连接到到基座上。
文档编号F16K31/04GK102957255SQ201210392800
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月24日 优先权日2011年8月26日
发明者D·德鲁汉, D·卡特 申请人:霍尼韦尔国际公司